Fehlererkennung bei der Verarbeitung von Siliziumkarbid-Wafern

Was ist die Rolle vonSiC-Substratein der Siliziumkarbid-Industrie?

SiC-Substratesind die wichtigste Komponente in der Siliziumkarbidindustrie und machen fast 50 % ihres Wertes aus. Ohne SiC-Substrate ist die Herstellung von SiC-Geräten nicht möglich, weshalb sie die wesentliche Materialgrundlage darstellen.

In den letzten Jahren hat der heimische Markt eine Massenproduktion von erreicht6-Zoll-Siliziumkarbid (SiC)-SubstratProdukte. Laut dem „China 6-inch SiC Substrate Market Research Report“ wird das Verkaufsvolumen von 6-Zoll-SiC-Substraten in China bis 2023 1 Million Einheiten überschreiten, was 42 % der weltweiten Kapazität entspricht, und es wird erwartet, dass es etwa 50 erreichen wird % bis 2026.

Im Vergleich zu 6-Zoll-Siliziumkarbid bietet 8-Zoll-Siliziumkarbid höhere Leistungsvorteile. Erstens hat ein 8-Zoll-Wafer hinsichtlich der Materialausnutzung eine Fläche, die 1,78-mal größer ist als die eines 6-Zoll-Wafers, was bedeutet, dass bei gleichem Rohstoffverbrauch8-Zoll-Waffelnkann mehr Geräte produzieren und dadurch die Stückkosten senken. Zweitens verfügen 8-Zoll-SiC-Substrate über eine höhere Ladungsträgermobilität und eine bessere Leitfähigkeit, was zur Verbesserung der Gesamtleistung von Geräten beiträgt. Darüber hinaus sind die mechanische Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit von 8-Zoll-SiC-Substraten denen von 6-Zoll-Substraten überlegen, was die Gerätezuverlässigkeit und die Wärmeableitungsfähigkeiten verbessert.

Welche Bedeutung haben SiC-Epitaxieschichten im Herstellungsprozess?

Der Epitaxieprozess macht fast ein Viertel des Werts der SiC-Vorbereitung aus und ist ein unverzichtbarer Schritt beim Übergang von Materialien zur SiC-Gerätevorbereitung. Bei der Herstellung epitaktischer Schichten wird in erster Linie ein monokristalliner Film aufgewachsenSiC-Substrat, aus dem dann die benötigten leistungselektronischen Geräte hergestellt werden. Die derzeit gängigste Methode zur Herstellung epitaktischer Schichten ist die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), bei der gasförmige Vorläuferreaktanten genutzt werden, um durch atomare und molekulare chemische Reaktionen feste Filme zu bilden. Die Herstellung von 8-Zoll-SiC-Substraten ist technisch anspruchsvoll und derzeit ist nur eine begrenzte Anzahl von Herstellern weltweit in der Lage, eine Massenproduktion durchzuführen. Im Jahr 2023 gibt es weltweit etwa 12 Erweiterungsprojekte im Zusammenhang mit 8-Zoll-Wafern, mit 8-Zoll-SiC-Substraten undepitaktische WaferDie Auslieferung beginnt bereits, und die Wafer-Produktionskapazität nimmt allmählich zu.

Wie werden Defekte in Siliziumkarbid-Substraten identifiziert und erkannt?

Siliziumkarbid stellt aufgrund seiner hohen Härte und starken chemischen Inertheit eine Reihe von Herausforderungen bei der Verarbeitung seiner Substrate dar, einschließlich wichtiger Schritte wie Schneiden, Verdünnen, Schleifen, Polieren und Reinigen. Während der Vorbereitung treten Probleme wie Verarbeitungsverluste, häufige Schäden und Schwierigkeiten bei der Effizienzsteigerung auf, die sich erheblich auf die Qualität der nachfolgenden Epitaxieschichten und die Leistung der Geräte auswirken. Daher sind die Identifizierung und Erkennung von Defekten in Siliziumkarbidsubstraten von großer Bedeutung. Zu den häufigsten Mängeln gehören Oberflächenkratzer, Vorsprünge und Vertiefungen.

Wie sind Mängel inSiliziumkarbid-EpitaxiewaferErkannt?

In der IndustrieketteEpitaxiewafer aus Siliziumkarbidwerden zwischen Siliziumkarbid-Substraten und Siliziumkarbid-Geräten positioniert, die hauptsächlich mithilfe der chemischen Gasphasenabscheidungsmethode hergestellt werden. Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften von Siliziumkarbid unterscheiden sich die Arten von Defekten von denen anderer Kristalle, einschließlich Absturz, Dreiecksdefekte, Karottendefekte, große Dreiecksdefekte und Stufenbündelung. Diese Defekte können die elektrische Leistung nachgeschalteter Geräte beeinträchtigen und möglicherweise zu vorzeitigen Ausfällen und erheblichen Leckströmen führen.

Untergangsdefekt

Dreiecksdefekt

Karottendefekt

Großer Dreiecksdefekt

Stufenbündelungsdefekt